Avocado Fruit (Persea americana Mill. Var. Hass) is one of the most perishable commodities available in the market. It has a very high rate of postharvest respiration, limited shelf life and has special unique characteristics of ripening. In the first part of this study, a silicon membrane system was used for the storage of ‘Hass’ avocado fruits. The silicone membrane system is an efficient method for attaining and maintaining modified atmosphere (MA) in experimental storage chambers. The storage was performed in small sealed experimental chambers fitted with silicon membrane windows. The areas of the windows were calculated in order to achieve 3% oxygen assuming 30, 50, and 70% reduction of the respiration rate due to the effect of the modified atmosphere on the products’ metabolic activity. Fruit stored at regular atmosphere (control) was kept under the same temperature (7°C) and relative humidity (90%) as those stored with silicon membrane system. The gas concentration in the chambers was analyzed using a gas chromatograph. The respiration rate was measured at storage (7°C) and ripening (15°C) temperatures. The effect of sulphur dioxide treatment on ‘Hass’ avocado fruit stored in the silicon membrane system was also evaluated. Fruit quality before storage, after storage and after ripening was evaluated through physiological assessments. Fruit stored under the silicon membrane system remained in an excellent condition for 47 days. Following this period avocados ripened normally in a course of 4-10 days at 15°C and regular atmosphere. After ripening, the fruit did not show any apparent pysiological deterioration or damage, neither development of undesirable organoleptic changes. The chambers with the small membrane area reached stable gas concentration in 6 days, the chambers with the large membrane area never reached steady gas concentration to the desired levels; while the chambers with medium membrane area reached steady gas concentration in 15 / L’Avocat est un des fruits les plus périssables disponible sur le marché. Il a un taux de respiration post-récolte très élevé, une durée de vie limitée sur les étagères et possède des caractéristiques spéciales et uniques de véraison. Dans la première partie de cette étude, une membrane de silicone a été utilisée pour conserver les fruits d’avocat de la variété Hass. La conservation a été effectuée dans petites chambres expérimentales scellés avec des ouvertures cuovertes par membranes de silicone. La surface des fenêtres ont étés dimensionnées afin d’atteindre 3% d’oxygène assumant 30, 50 et 70% de réduction du taux de respiration dû à l’effet de l’atmosphère modifiée sur le métabolisme du produit. Les fruits conservés dans une atmosphère non modifiée, le groupe de contrôle, étaient conservés sous la même température, soit 7°C, et une humidité relative de 90% comme ceux conservés avec le système à membrane de silicone. La concentration interne des gaz de la chambre a été analysée par chromatographie en phase gazeuse. Le taux de respiration a été mesuré à la température de conservation (7°C) et de véraison (15°C). L’effet d’un traitement au dioxyde de soufre sur les fruits d’avocat de la variété Hass conservés à l’aide du système a membrane de silicone a aussi été évalué. La qualité des fruits avant entreposage, après entreposage et après véraison a été évaluée par échantillonnage. Les fruits entreposés avec le système à membrane de silicone ont conservés une excellente condition pour 47 jours. Après cette période les fruits d’avocats maturent normalement dans une période de 4 à 10 jours à une température de 15°C dans une atmosphère normale. Après véraison les fruits n’ont aucun signe de détérioration physiologique ou dommage et n’ont plus de développement organoleptique indésirable. La chambre avec les membranes de petite surface a atteint l

An experimental hyperbaric system was conceptualized, designed and built to explore the effect of hyperbaric treatment on the respiration rate (RR), respiratory quotient (RQ) and quality attributes of tomato. Housing five containers that could be individually pressurized from 1 to 9 atmabs, the respirometer was equipped with a flow meter, control valve, pressure transducer; CO2 and O2 gas analyzer and type T thermocouples, all connected to a data acquisition and control card. A software interface was programmed to allow control of the air flow rate through the proportional valve of the flow meter, based on a PID (Proportional, Integral, and Derivative) algorithm. / Hyperbaric treatments on tomato fruit showed RR to be inversely proportional to the pressure applied: RR was reduced by 20% at 9 atmabs compared to the control (1 atmabs). At the onset of pressure application the RQ was low and increased to reach a value of approximately 1 within 120 hours. Low RQ values were caused by solubilization of CO2 in the tomato cells at the beginning of the process. / Early breaker stage tomatoes were subjected to hyperbaric pressures of 1, 3, 5, 7 or 9 atmabs for different durations (5, 10 or 15 days) at 13°C, followed by a storage period of 12 days at 20oC. The effect of hyperbaric treatment on postharvest quality of tomato fruits was evaluated with an emphasis on weight loss, firmness, color, lycopene content, titratable acidity (TA) and total soluble solids (TSS). Based on firmness values, control tomatoes were no longer acceptable for consumption after 12 days of post-treatment storage. Being subjected to hyperbaric pressures of 7 and 9 atmabs for 15 days caused irreversible physiological damage to the tomatoes. / Treatments of 3, 5 or 7 atmabs applied over 10 days, or 5 atmabs applied over 5 days maintained marketable firmness. The lowest weight loss occurred with treatments of 3 or 5 atmabs for 5 days, or 5 atmabs for 10 days. / Lycopene content of the tomatoes was improved by hyperbaric pressure followed by 12 days of maturation. The greatest lycopene content — 28% more than in the control — was obtained for tomatoes subjected to 5 atmabs over 10 or 15 days. / Un respiromètre hyperbare expérimental a été conçu et construit pour étudier l'effet du traitement hyperbare sur le taux de respiration (RR), le quotient respiratoire (RQ) et les attributs de qualité de la tomate. Il était composé de cinq contenants qui pouvaient être individuellement pressurisés de 1 à 9 atmabs. Le respiromètre était équipé d'un débitmètre, valve, capteur de pression, un analyseur de CO2 et O2 et de thermocouples de type T. Tous les capteurs étaient reliés à une carte d'acquisition de données et de contrôle. Un logiciel servant d'interface a été programmé pour permettre le contrôle du débit d'air à travers la valve proportionnelle du débitmètre basé sur un contrôleur PID (proportionnel, intégral, dérivée). Les traitements hyperbares ont été effectués sur les tomates et il a été observé que RR était inversement proportionnel à la pression. Le RR a été réduit de 20% à 9 atmabs comparé au contrôle (1 atmabs). Au début de l'application de pression le RQ était faible et a augmenté graduellement durant 120 heures pour atteindre une valeur d'environ 1. Les faibles valeurs de RQ ont été vraisemblablement causées par la solubilisation CO2 dans la chair des tomates au début du processus. L'effet de la pression hyperbare a été testé sur la qualité de la tomate. Les pressions utilisées étaient de 1, 3, 5, 7 ou 9 atmabs et ont été utilisées avec trois différentes durées de traitement: 5, 10 ou 15 jours, à 13°C, et suivie d'une période d'entreposage de 12 jours à 20°C. L'effet du traitement hyperbare sur la qualité postrécolte de la tomate a été étudié en mettant l'accent sur la perte de poids, la fermeté, la couleur, le lycopène, l'acidité titrable (TA), et les solides solubles totaux (TSS). Après 12 jours d'entreposage, la fermeté de toutes les tomates du groupe contrôle (1 atmabs) était à un niveau non acceptable pour la consommation. Le maintient pendant 15 jours de pr

Increasing urban development, in addition to changing climatic conditions, are just a few of the factors negatively impacting Jamaica's water resources. Therefore, conceptual tools are required for the management of water resources during water scarce conditions. Such tools include drought indices, irrigation requirement guidelines and computer simulation models for irrigation planning.Monthly irrigation demands were calculated for three sites in Jamaica: Savanna-la-mar in the parish of Westmoreland, Beckford Kraal in the parish of Clarendon, and Serge Island in the parish of St. Thomas. This was done using simulated monthly available soil moisture values averaged over a 30 year period, for both vegetables and sugarcane. The greatest irrigation demands were found to be in the dry period of January to April, as well as July to August for Savanna-la-mar and Beckford Kraal. Serge Island, however, needs irrigation throughout the year. Two drought indices, the Standardized Precipitation Index (SPI) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), were used for the study sites. Both indices were correlated to simulated monthly available soil moisture. It was found that the relationship between each index and soil moisture varies from month to month, with drier months resulting in better correlations than wet months. Predicted available soil moisture values have been calculated for the different SPI categories. It was found that available soil moisture is lowest in the months of March and April. In addition, irrigation requirements were determined for the Moderately Dry and Severely Dry SPI categories of drought in the drier months of the year, for the three study locations, for both vegetables and sugarcane.SWAT was used to model the hydrology of the Rio Nuevo watershed in St. Mary, Jamaica. SWAT was calibrated and validated using measured streamflow data from the period 2002 to 2007, and achieved satisfactory model performance, with a Nash-Sutcliffe Efficiency of 0.78 for calibration and 0.52 for validation. The SWAT model results were used to determine streamflow capacity for irrigation demands in an agricultural sub-basin of the watershed, and it was found that during the drought year of 2000, there was not enough streamflow to meet irrigation demands of January and March. / L'augmentation du développement urbain et les changements climatiques ne sont que deux des multiples facteurs ayant un impact néfaste sur les ressources hydriques de la Jamaïque. A cet effet, des outils conceptuels sont nécessaires à la gestion des eaux en période de sécheresse. De tels outils sont par exemple les indices de sécheresse, les guides d'irrigation et les planificateurs d'irrigation (par exemple le SWAT, Soil and Water Assessment Tool). Les demandes nettes en irrigation de trois sites jamaïcains ont été calculées: Savanna-la-mar (Westmoreland), Beckford Kraal (Clarendon) et Serge Island (St-Thomas). Ces calculs sont basés sur les moyennes des conditions mensuelles d'humidité disponible des soles, échelonnées sur une période de trente ans et en provenance de sites où sont produits des légumes et de la canne à sucre. La période sèche de janvier à avril connait les plus grandes demandes d'irrigation. La période de juillet à août pour les sites de Savanna-la-mar et Beckford Kraal connait aussi des demandes importantes. Le site de Serge Island a besoin d'irrigation tout au long de l'année. Deux indices de sécheresse ont été développés pour les sites d'études : l'Indice de Précipitation Standardisé (IPS) et l'Indice de Végétation de Différence Normalisée (IVDN). Tous deux ont été corrélés afin de simuler l'humidité mensuelle disponible des soles. Les résultats démontrent que la relation entre chaque index et l'humidité des soles varie de mois en mois, les mois plus secs offrant de meilleures corrélations que les mois plus humides. Les prédictions d'humidités disponibles des soles ont été calculées pour les différentes catégories d'IPS. L'humidité disponible des soles est au plus bas pour les mois de mars et d'avril. De plus, les demandes en irrigation pour la production de légume et de canne à sucre ont été déterminées pour les catégories d'IPS Modérément Sec et Sévèrement Sec de sécheresse dans les mois plus secs de l'année, et ce dans les trois sites étudiés. SWAT a été utilisé pour modeler l'hydrologie du basin versant de Rio Nuevo dans la région de St-Mary en Jamaïque. SWAT a été calibré et validé en utilisant des mesures de débit couvrant la période 2002 à 2007. Les performances du modèle sont considérées satisfaisantes, ayant obtenu une Efficacité Nash-Sutcliffe de 0.78 pour la calibration et de 0.52 pour la validation. Les résultats obtenus ont été utilisés afin de déterminer les capacités du débit à répondre aux demandes d'irrigation d'un bassin inférieur du bassin versant. Il a été déterminé que pour la sécheresse de 2000, le débit était insuffisant et ne pouvait répondre aux demandes d'irrigation de janvier à mars.

Water scarcity and severe environmental degradation are causing water managers in Central Asia to reevaluate irrigation water use. The objective of this research was to investigate cropping systems that could improve food security in rural areas of the Fergana Valley of Uzbekistan given the constraints of limited water, increasing salinization of land resources and a rigid state order system which requires farmers to produce cotton and wheat. Growing short season food legumes after winter wheat harvest using alternate furrow and regulated deficit irrigation is proposed. The WUE of common bean (phaseolus vulgaris) and green gram (vigna radiata) irrigated with deficit and alternate furrow irrigation was evaluated in a field experiment in the Fergana Valley. The results indicate the WUE for both commercial yield and biomass were approximately twice as high for green gram as common bean. Conversely, the water use efficiency for root biomass in common bean (0.15 kg m-3) was slightly higher than green gram (0.13 kg m-3). WUE increased in green gram when deficit irrigation or alternate furrow irrigation were practiced, whereas it remained constant in common bean for all treatment combinations. The different response of the two legumes is explained by examining components of the plant-soil-water system. Both strategies resulted in water savings and reduced crop evaporative consumption, with larger reductions in green gram than common bean. Severely stressed common bean extracted more water at 60 cm than non-stressed plants, whereas severely stressed green gram used less water at all depths. Collectively, the results suggest alternate furrow irrigation and deficit irrigation are appropriate methods to increase WUE, allowing application of less irrigation water, particularly, for green gram production. Use of the FAO's water stress coefficient in predicting evapotranspiration under water limiting conditions appears to over-predict water use for green gram and co / La pénurie d'eau et la dégradation sévère de l'environnement obligent les gestionnaires de l'eau en Asie centrale à réévaluer l'utilisation de l'eau d'irrigation. L'objectif de cette recherche était d'examiner des systèmes de production qui pourraient améliorer la sécurité alimentaire en milieu rural dans la vallée de Fergana en Ouzbékistan, compte tenu des contraintes que posent le manque d'eau, la salinisation grandissante des sols et la rigidité d'un régime étatique qui exige la production du coton et du blé. Cultiver des légumineuses après une récolte de blé d'hiver en utilisant l'irrigation alternante et l'irrigation déficitaire a été proposée. Augmenter l'efficacité de l'utilisation en eau (EUE) associée avec la production est une façon de permettre aux milieux arides et semi-arides d'augmenter leur production agricole, là où il y a peu ou pas de perspectives d'expansion des ressources en eau. L'EUE du haricot commun (phaseolus vulgaris) et du haricot mung (vigna radiata) avec l'irrigation alternante et l'irrigation déficitaire a été évaluée dans une expérience en champs dans la Vallée de Fergana. Les résultats indiquent que l'EUE pour le rendement commercial ainsi que pour la biomasse ont été approximativement deux fois plus haute pour le haricot mung que pour le haricot commun. Inversement, l'efficacité de l'utilisation en eau pour la biomasse racinaire du haricot commun (0.15 kg m-3) était légèrement plus haute que pour le haricot mung (0.13 kg m-3). L'EUE a augmentée pour le haricot mung lorsque l'irrigation déficitaire ou l'irrigation alternante ont été pratiquées, alors qu'elle est restée constante pour le haricot commun pour toutes les combinaisons de traitements. Les réactions différentes des deux légumineuses face à l'irrigation déficiente et l'irrigation alternante s'expliquent en examinant les composés du système plante-sol-eau. Les deux stratégies ont eu comme résultats la conservatio

Vermicomposting, the non-thermophilic decomposition of organic wastes by earthworms, is a popular waste management option in the Americas, Europe and the Indian sub-continent. Although the technology is inexpensive and produces an organic fertilizer as well as earthworm biomass, there are few examples of vermicomposting in sub-Saharan Africa. The objective of this thesis was to investigate the potential for vermicomposting in Accra, the capital city of Ghana, by conducting 1) an earthworm survey, 2) vermicomposting trials and 3) assessing farmers' perceptions of vermicompost as an organic fertilizer and other related issues. The earthworm Eudrilus eugeniae (Kinberg), was found in the soil-litter layer at seven locations across Accra. In a 20 d period, the E. eugeniae decomposed 99% of pineapple fibers and 87% of pineapple peels supplied, indicating that this earthworm is capable of vermicomposting. The nutrient value of the vermicompost was low, relative to other organic wastes in West Africa, probably due to the low nutrient content of pineapple wastes. Farmers were aware of the benefits to soil fertility from earthworm activity and associated the presence of earthworm castings with healthy soils. However, those involved in irrigated vegetable farming had insufficient space and time for on-farm vermicomposting and would prefer to purchase this fertilizer. Conversely, subsistence farmers lacked a reliable access to water necessary for on-farm vermicomposting. In summary, farmers were interested in the technology and were willing to adopt it, provided the vermicompost improved crop performance and was affordable and available. / Le vermicompostage est un procédé effectué par les vers de terre qui décomposent la matière organique sous des conditions non thermophile. Cette technique est populaire dans les Amériques, en Europe et aux Indes. Quoique la technique soit économique et produise un engrais organique ainsi que de la biomasse de vers, elle est rarement utilisée dans les régions au Sud du désert Sahara, en Afrique. L'objectif de cette thèse était d'étudier la possibilité d'effectuer du vermicompostage à Accra, la capitale du Ghana. Par ce projet, on a : 1) effectué un relevé des types de vers de terre retrouvés ; 2) réalisé des essais de vermicompostage, et ; 3) consulté les agriculteurs locaux pour savoir s'ils seraient intéressés à faire du vermicompostage et produire un engrais organique. Le vers de terre Eudrilus eugeniae (Kinberg), fut le plus commun, retrouvé à sept endroits dans la région d'Accra, dans la partie arable des sols. Lorsqu'offert des résidus fibreux et des pelures d'ananas, le vers E. eugeniae fut capable de les décomposer à 99% et 87%, respectivement, ce qui démontre que le vermicompostage est réalisable en Afrique. La valeur fertilisante du vermicompost était relativement faible comparativement aux autres résidus organiques disponibles en Afrique de l'Ouest, à cause de la faible teneur minéral des fibres et des pelures d'ananas. Les agriculteurs consultés étaient bien au courant des bénéfices qu'apportent les vers de terre et que leur présence signifie un sol fertile. Les agriculteurs qui cultivaient des légumes et pratiquaient l'irrigation, ne possédaient ni l'espace ni le temps nécessaire au vermicompostage ; ils préféraient acheter leurs engrais. Aussi, les agriculteurs de subsistance et les plus pauvres n'avaient pas suffisamment d'eau pour effectuer le vermicompostage sur leur ferme. Par contre, les agriculteurs étaient intéressés à la technologie du vermicompostage et son utilisation, à conditions d'ob

The wide range of optimal values reported for the physical parameters of compost mixtures suggest that their interactive relationships should be investigated. The objective of this study was to examine the microbial O2 uptake rate (OUR) in 16 sludge waste recipes, offering a range in moisture content (MC), waste/bulking agent (W/BA) ratio and BA particle size. The 3 kg samples were maintained at a constant temperature and aeration rate for 28 days, during which a respirometer recorded O2 uptake in the different sludge recipes to provide a measure of microbial activity and biodegradability. The cumulative O2 consumption after 14 and 28 days was found to be significantly influenced by MC, W/BA ratio, BA particle size and the interaction between MC and W/BA ratio (P<0.05). Using multivariate regression analysis, the experimental data were used to generate a model capable of predicting average expected cumulative O2 consumption after 28 days as a function of the significant physical variables (R2=0.84). The prediction of O2 uptake by the model depended highly on the interaction between MC and W/BA ratio. The evolution of the OUR in the samples was also investigated for any short and long-term associations in O2 uptake measures. The peak OUR recorded in the samples had a significant association with the cumulative O2 consumption after 14 (R2=0.78) and 28 days (R2=0.57). Moreover, combining peak OUR data with cumulative oxygen consumption after 14 days increased the ability of predicting cumulative O2 after 28 days of aeration (R2=0.96), implying that future studies need only run trials up to 14 days to evaluate the overall O2 consumption or biodegradability of a sludge mixt / Selon plusieurs études, les paramètres physiques ont une influence très variable sur la dégradation de la matière organique pendant le compostage, ce qui suggère un certain niveau d'interaction. L'objectif du présent projet était justement de mesurer l'effet interactif sur la décomposition du compost, de l'humidité (H), du ratio massique de boues d'usine d'épuration et d'agent structurant (B/AS), et de la granulométrie (G) de l'agent structurant composé de résidus ligneux de compostage. Seize (16) recettes de compost, de 3 kg et offrant divers taux de H, B/AS et G, furent chacune incubée à 40 °C dans un respiromètre pendant quatre (4) semaines tout en mesurant leur taux d'assimilation d'oxygène. Les résultats de cette étude ont démontré qu'après 14 et 28 jours, l'assimilation totale d'oxygène était influencée de façon significative par H, le ratio B/AS et la G, ainsi que l'interaction entre le H et le ratio B/AS (p<0.05). Les résultats furent analysés par la méthode statistique d'analyse de régression linéaire multiple afin de générer un modèle capable de prédire la consommation cumulative et moyenne d'oxygène après 14 et 28 jours en fonction des paramètres physiques significatifs citées ci-haut (R2=0.84). L'assimilation d'oxygène des mélanges, telle que prédite par le modèle, est grandement influencée par l'interaction entre le H et le ratio B/AS. L'assimilation cumulative d'oxygène des mélanges à 14 jours (R2=0.78) était plus facile à prédire que celle à 28 jours (R2=0.57). Par contre, la prédiction de l'assimilation d'oxygène devient plus précise à 28 jours lorsque les valeurs mesurées à 14 jours sont inclus

Biomass heating is used more and more by the greenhouse industry to reduce costs and the environmental footprint of production. The objective of this research project was to investigate the possibility of using the carbon dioxide (CO2) from the exhaust gas of a biomass heating system to enrich greenhouses with CO2 and improve crop yield. When compared to direct combustion, biomass gasification technology offers better control, which helps in reducing atmospheric emissions. Gasification is a thermo-chemical reaction, which converts solid biomass into a gaseous fuel, known as syngas. Experiments were performed at McGill University (Montreal, QC, Canada) using a downdraft gasifier to monitor its performance, with sawdust wood pellets as feedstock. Temperature and pressure monitoring provided valuable insights on optimal gasification temperatures, biomass fuel depletion in the reactor, ash grate shaking requirements, micro-explosions detection, char bed packing and pressure drop across the packed bed filter. The gasifier operated with an average equivalence ratio (the actual air to fuel ratio relative to the stoichiometric air to fuel requirement) of 0.17, below the optimal value of 0.25, and achieved a cold gas efficiency of 59%. Syngas combustion emissions produced an average of 8.8 ppm of carbon monoxide (CO), with 60% of the trials below the ASHRAE standards for indoor air quality and 90% below 20 ppm. The sulphur dioxide (SO2) emissions were below ppm levels, while ethylene (C2H4) emissions were below the critical concentration of 50 ppb for CO2 enrichment. The average nitrogen oxides (NOx) emissions were 23.6 ppm and would need to be reduced to allow commercial operations. From the empirical data, the gasifier operating with sawdust wood pellets, with a consumption of 7.7 kg/hr, could provide a maximum of 22.9 kW of thermal energy and could enrich a maximum of 1540 m2 of greenhouse surface area. Results indicated that biomass, following combustion or gasification, could provide more CO2 for greenhouse enrichment than propane or natural gas per unit of energy. Biomass gasification coupled with syngas combustion could be a promising renewable alternative to propane and natural gas for CO2 enrichment in greenhouses. / Le chauffage à la biomasse résiduelle est utilisé de plus en plus par l'industrie serricole afin de réduire les coûts d'opérations et les impacts environnementaux. L'objectif de cette recherche était d'examiner la possibilité d'utiliser le dioxyde de carbone (CO2) des gaz d'échappement d'un système de chauffage à la biomasse afin d'enrichir les serres en CO2 et favoriser le rendement des cultures. Par rapport à la combustion directe, la gazéification de la biomasse offrent un meilleur contrôle qui permet de réduire les émissions atmosphériques. La gazéification est une réaction thermochimique qui convertit la biomasse solide en un combustible gazeux, le syngas. Des expériences ont été réalisées à l'Université McGill (Montréal, QC, Canada) pour étudier les performances d'un gazogène à courant descendant, alimenté avec des granules de sciure de bois. Les données de température et de pression ont fourni des informations sur les températures de gazéification optimale, le niveau de combustible dans le réacteur, les besoins d'agitation de la grille de cendre, la détection de micro-explosions et les chutes de pression au travers du lit de charbon du réacteur et du filtre au charbon. Le gazogène a fonctionné avec un ratio d'équivalence (i.e. le ratio réel par rapport au ratio stoichiométrique d'air et de combustible) moyen de 0.17, inférieur à la valeur optimale de 0.25, et une efficacité de 59%. La combustion du syngas a produit une moyenne de 8.8 ppm de monoxyde de carbone (CO), où 60% des essais ont respecté les normes de qualité de l'air, et 90% ont été en dessous de 20 ppm. Le dioxyde de soufre (SO2) a été indétectable à une résolution en ppm, et les émissions d'éthylène (C2H4) ont été inférieures à la concentration critique de 50 ppb pour l'enrichissement au CO2. La moyenne d'oxydes d'azote (NOx) a été de 23.6 ppm et devrait être réduite pour des opérations commerciales. Le gazogène alimenté aux granules de bois, avec une consommation de 7.7 kg/hr, pourrait fournir 22.9 kW d'énergie thermique et enrichir une serre d'une surface de 1540 m2. Les résultats indiquent que la gazéification de biomasse, couplée à la combustion de syngas, est une alternative prometteuse au propane et au gaz naturel pour l'enrichissement des serres au CO2, puisque davantage de CO2 par unité d'énergie est fournie et ce, à partir d'un combustible renouvelable.

Eggs are potential hosts and carriers for pathogenic microbes like Salmonella enteritidis, due to their rich nutritive value. Heat pasteurization is a best solution for controlling these pathogens. Egg is used as a vital ingredient in several foods, especially for their exceptional functional properties. These properties mainly depend on the protein quality of the eggs and are severely affected when heated, due to protein denaturation. Thus a heat pasteurization technique with minimal changes to these proteins needs consideration. In this study, microwave heating has been considered for in-shell egg pasteurization. First of all, the effects of temperature (0-62oC) and frequency (200 MHz to 10 GHz) on the dielectric properties of egg components were investigated. Then, individual egg components as well as intact in-shell eggs were brought to pasteurization temperature in a laboratory scale microwave oven working at 2450 MHz using different power densities (0.75, 1 and 2 W/g) and heating curve was analyzed to determine the heating time required for different power levels. Laboratory trials on microwave heating of in-shell eggs indicated that the heating rates of both albumen and yolk were similar. Therefore, microwave heating appeared perfectly suited for in-shell egg pasteurization. Combination of egg geometry, dielectric properties, and size were the main factors responsible for the enhanced interior heating. Models for calculating the ε’ and ε” at a given frequency and temperature for shell egg components were also presented. Heat pasteurization affects the functional quality of the eggs. In the final part of this study, the heat induced changes with respect to physical properties like enthalpy of denaturation, viscosity, foam density, foam stability and turbidity and also the dielectric properties, brought about by microwave and water bath heating for in-shell pasteurization of the egg white were compared with that of the raw egg white. Microwave heate / Les œufs peuvent être hôtes et porteurs de microbes pathogènes comme Salmonella enteritidis, étant donné leur haute valeur nutritive. La pasteurisation par échauffement est une excellente solution pour contrôler les éléments pathogènes. L’œuf est utilisé comme un ingrédient essentiel dans plusieurs préparations culinaires, spécialement pour ses propriétés fonctionnelles exceptionnelles. Ces propriétés dépendent principalement sur la qualité de la protéine présente dans l’œuf et sont sévèrement affectées lorsque chauffé, dénaturant ainsi la protéine. Ainsi, une technique de pasteurisation par échauffement ayant des effets minimaux sur la modification des protéines nécessite considération. Dans cette étude, l’échauffement par micro-onde fut considéré pour la pasteurisation de l’œuf à l’intérieur de sa coquille. Premièrement, les effets de la température (0-62 °C) et de la fréquence (200 MHz à 10 GHz) sur les propriétés diélectriques des parties de l’œuf furent investiguées. Ensuite, les composantes individuelles de l’œuf ainsi que des œufs complets avec leurs coquilles furent amenés à des températures de pasteurisation à l’aide d’un four micro-onde de laboratoire fonctionnant à 2450 MHz, utilisant différentes densités de puissance (0.75, 1 et 2 W/g). De plus, une courbe d’analyse thermique simple à l’échauffement fut analysée pour déterminer le temps d’échauffement nécessaire pour différents niveaux de puissance. Les essais de laboratoire sur l’échauffement par micro-onde sur les œufs avec coquille indiquèrent que les taux d’échauffement pour l’albumine et le jaune d’œuf étaient similaires. Donc, l’échauffement par micro-onde apparaît parfaitement appliqué pour la pasteurisation de l’œuf en coquille. La combinaison de la géométrie et dimensions de l’œuf et des propriétés diélectriques furent les principaux facteurs responsables favor

Phosphorus (P) is an important agricultural non-point source pollutant that could contribute to eutrophication of surface waters. In this study, the HYDRUS (2D/3D) model was evaluated for simulation of water flow and P transport in a clay loam soil in southern Ontario. The model was calibrated and validated using field data from two 0.1 ha test plots between 2008-2011. These plots have controlled tile drainage and a corn-soybean crop rotation. The surface and sub-surface water flows in test plots were monitored and samples collected continuously year round using an auto-sampling system. The model simulated water flow and P relatively well, with weekly modeling efficiency of 0.513 to 0.738 for validation of water flow, and weekly modeling efficiency of 0.587 to 0.768 for validation of dissolved P loss in tile drainage. Most of the deviation of simulated water flow occurred between November to February, which suggests the model would greatly benefit from optimization of snow dynamics and frozen soil conditions. Some of the simulation errors may also be attributed to soil cracking in the summer which consequently enhanced macropore flow. The model predicted daily water flow poorly, suggesting presence of time lag between simulation and measurements. Limitations of the model include lack of simulation of particulate P loss and surface runoff P loss. This model should be tested further for other soils in southern Ontario as well as other parts of Canada before its validity can be established. / Le phosphore (P) est un important polluant de sources diffuses qui pourrait contribuer à l'eutrophication des eaux de surface. Dans cette étude, la capacité à simuler le débit de l'eau et le transport de P dans les sols argileux ou limon argileux du Sud de l'Ontario du modèle HYDRUS (2D/3D) a été évalué. Le modèle a été calibré et validé utilisant des données de terrain de deux parcelles d'essai de 0.1 ha entre 2008 et 2011. Ces parcelles ont contrôlées le drainage et la rotation des cultures de maïs et de soya. Les écoulements des eaux de surface et dans le sol inclus dans les parcelles d'essai ont été contrôlés et les échantillons collectés continuellement toute l'année à l'aide d'un système d'échantillonnage automatisé. Le modèle a relativement bien simulé le débit de l'eau et le P, avec des efficacités de modélisation sur une base hebdomadaire de 0.513 à 0.738 pour la validation du débit de l'eau, et une efficacité de modélisation sur une base hebdomadaire de 0.587 à 0.768 pour la validation de la perte du P dissous dans le réseau de drainage. Une déviation du débit de l'eau simulé est survenue davantage entre les mois de novembre et février, ce qui suggère que le modèle aurait avantage à s'attarder à l'optimisation de la dynamique de la glace et de la neige sur les conditions du sol. Certaines des erreurs de simulation peuvent être attribuées aux fissures dans le sol qui surviennent en été, qui conséquemment, favorisent la circulation des micropores. Le modèle prédit mal le débit de l'eau journalier, démontré par la présence de décalage temporel entre la simulation et les prises de mesure. Les limites du modèle incluent un manque de simulation de la perte de la matière particulaire P et de la perte P en écoulement de surface. Ce modèle devra être testé davantage sur d'autres sols dans le Sud de l'Ontario ainsi que sur d'autres régions du Canada avant sa validité puisse être reconnue.

Abstract Variability in seasonal precipitation, potential climate change impacts, competition for water among users, rising population and increasing food demands are putting pressure on agricultural water demands. For irrigated agriculture in Canada to play a major role in addressing current and future global food supply problems, more innovative and sustainable irrigation management approaches are required. In this context a decision support system that ensured more effective irrigation water allocation, application and optimisation was developed. Crop water requirements and irrigation schedules for bell pepper (Capsicum annuum L.) were obtained from greenhouse and field studies. Greenhouse experiments were conducted to determine appropriate irrigation water applications, agronomic and physiological response to water stress for peppers grown on clay and loamy sand soils. These studies involved four irrigation levels -120% (T120), 100% (T100), 80% (T80) and 40% (T40) of pan evaporation (Epan). The results showed that highest yields and water use efficiency were obtained with 120% Epan replenishment on loamy sand compared to clay soil. The corresponding crop water stress index (CWSI) at T120 was 0.18 to 0.20 on clay, and 0.09 to 0.11 on loamy sand. The fruit total soluble solids content was highest in the T40, and least in the T120 treatments.Given that the greenhouse results were obtained under controlled conditions, it was necessary to extend the research in the field. Experiments were conducted to determine the level of available soil water at which irrigation should be applied to prevent water stress and yield loss for peppers on a clay soil. Four irrigation thresholds, as a percentage of available water content, were investigated. These were: 85% (T1), 75% (T2), 50% (T3), and 25% (T4) available water content. A control of no irrigation (T5) was implemented. The crop water stress index (CWSI) and effects of elevated CO2 on the stomatal conductance and water applied were also investigated. The three CO2 levels studied were: ambient CO2 (~400 ppm), predicted CO2 for the year 2050 (550 ppm), and predicted CO2 for the year 2100 (750 ppm). Optimum marketable yields were achieved when 50% (T3) of the available water content had been depleted with a corresponding CWSI of 0.3 to 0.4. A decrease in stomatal conductance with increasing CO2 was observed. Irrigation water requirements decreased by 6-42% under elevated CO2 of 550 ppm, and 28-58% for elevated CO2 of 750 ppm. An integrated agricultural water demand model (IAWDM) was developed using a graphical user interface (GUI) in Matlab to estimate irrigation water requirements (IWR). A pre-requisite for the model development was to ensure that solar radiation (Rs) input data were of good quality. The suitability of nine (Rs) estimation methods, and their effects on reference evapotranspiration (ETo) were evaluated using data from eight weather stations across Canada. Based on Root mean square error (RMSE) of 1-6%, the Hargreaves and Samani (H-S) method gave best results for locations that did not have reliable, long term, observed Rs and sunshine duration data. Output from the IAWDM was compared with CROPWAT simulations, and metered irrigation water-use. IWR from IAWDM deviated from field data by 7 to 28%, while CROPWAT deviated by 7 to 42%. Future IWR was estimated using Agriculture and Agri-food Canada (AAFC) generated climate change data for 2040 to 2069. Results showed that IWR of bell peppers will increase by 19 to 27% in the future. A sensitivity analysis showed that IWR is most sensitive to air temperature, reference evapotranspiration (ETo), and crop coefficients, followed by solar radiation and precipitation.Overall the findings from this study led to a more sustainable greenhouse and field production of vegetable. The improved management practices increased irrigation water use efficiency thereby leading to a more beneficial use of agricultural water. / L'imprévisibilité des présentes précipitations saisonnières et des répercussions potentielles du changement climatique, ainsi que les besoins alimentaires grandissants d'une population croissante, mènent à une compétition plus acharnée entre les utilisateurs des ressources en eau, imposant ainsi d'importantes pressions sur la demande en eau à fins agricoles. Pour que l'agriculture irriguée au Canada puisse contribuer de façon significative à la résolution de présents et futures problèmes d'approvisionnement alimentaire mondial, des modes de gestion d'irrigation plus innovateurs et durables sont nécessaires. Dans ce contexte, un système d'aide à la décision assurant une plus grande efficacité d'allocation, d'application et d'optimisation des eaux d'irrigation fut conçue. Les études en serre établirent un régime d'irrigation approprié pour les poivrons et notèrent leurs réponses agronomiques et physiologiques à des stress hydriques lorsque cultivés sur un sol argileux ou un sable loameux. Quatre niveaux d'irrigation furent évalués, soit 120% (T120), 100% (T100), 80% (T80) ou 40% (T40) de l'évaporation bac (Ebac). Un réapprovisionnement à 120% Ebac entraîna un rendement et une efficacité d'utilisation de l'eau plus élevés sur le sable loameux que sur le sol argileux. L'indice de stress hydrique (ISH) de la culture soumise au taux de réapprovisionnement de 120% fut de 0.18 à 0.20 sur le sol argileux, et de 0.09 à 0.11 sur le sable loameux. Comme les résultats en serre furent obtenus sous des conditions hautement contrôlées, il fut nécessaire d'étendre la recherche à une culture en champ. Une étude fut entreprise sur un sol argileux pour déterminer quel seuil de pourcentage d'eau disponible dans le sol (85%, 75%, 50%, ou 25%) devrait entraîner une irrigation visant à prévenir un stress hydrique du plant de poivron et la perte de rendement qui en suivrait. Un étalon n'ayant reçu aucune irrigation fut également inclus. L'indice de stress hydrique (ISH) fut suivi et l'effet de teneurs élevés en CO2 sur la conductance stomatique et la quantité d'eau devant être appliqué furent également étudiés. Les trois teneurs en CO2 évalués furent celles de l'air ambiant présent (~400 ppm), et les teneurs prédites pour 2050 et 2100 (550 et 750 ppm, respectivement). Un rendement commercialisable optimal fut obtenu avec un seuil d'irrigation représentant à une carence de 50% en eau disponible du sol, ce qui correspond à un indice de stress hydrique de 0.3 à 0.4. Par rapport aux besoins en irrigation sous la présente teneur en CO2 de l'air ambiant, ces besoins diminuèrent de 6 à 42% sous une teneur en CO2 de 550 ppm, et de 28 à 58% sous une teneur en CO2 de 750 ppm. Un modèle intégré de demande en eau pour fins agricoles (MIDEFA) permettant l'estimation des besoins en eau d'irrigation (BEI) fut élaboré en utilisant l'interface graphique de Matlab. L'élaboration du modèle nécessita des données d'entrée de radiation solaire (Rs) de haute qualité. Laquelle de neuf méthodes permettant d'estimer Rs conviendrait le mieux fut évalué en utilisant des données parvenant de huit stations météorologiques canadiennes. Avec une erreur quadratique moyenne de 1 à 6%, la méthode Hargreaves et Samani (H-S) donna les meilleurs résultats. Les données tirées du MIDEFA furent comparées à celles tirées de simulations avec CROPWAT, et aux données provenant d'un compteur d'eau utilisée à fins d'irrigation. Les différences entre le BEI mesuré au champ et ceux calculés par MIDEFA et CROPWAT furent de 7 à 28% et 7 à 42%, respectivement. De futures BEI furent estimés en utilisant des données fournies par Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), reflétant le changement de climat prévu pour 2040 et 2069. Selon cette analyse, le BEI pour les poivrons augmenterait de 19 à 27% dans l'avenir.Dans l'ensemble les constats de notre étude ont mené à une production de légumes plus durable à la fois en serre et au champ.